KAPASITAS KERJA FISIK
Muchsin Doewes
Prodi Ilmu Keolahragaan, Pascasarjana Universitas Sebelas Maret
P E N D A H U L U A N
Kapasitas kerja fisik (physical working capacity) merupakan gabungan antara kapasitas kardiorespirasi dan kapasitas muskuloskeletal (WHO, 1993). Artinya, kapasitas kerja fisik merupakan kombinasi dari kapasitas sistem pengangkut oksigen (yang dikelola oleh sistem kardiorespirasi yang mewakili “sistem sentral”), dengan kemampuan proses metabolisme sel-sel otot yang mewakili “sistem perifer”. Menurut Burke (1980), kapasitas kerja fisik yang dicerminkan dalam bentuk “Maximal Energy
Output” (output energi maksimal) merupakan gabungan dari komponen-komponen “Maximal Aerobic Power” (daya aerob maksimal) dengan
“Maximal Anaerobic Power” (daya anaerob maksimal) – lihat Gambar 1. Kapasitas kerja fisik seringkali digunakan secara kurang tepat sebagai padanan kata maximal aerobic power, seperti yang diungkap oleh Bar-or (1993), sebagai berikut : "in point fact, physicalworking capacity has often been used as a synonim for maximal aerobic power".
Salah satu diantara prinsip-prinsip paling mendasar dari “exercise physiology” adalah energi untuk kerja dapat diperoleh melalui metabolisme aerob dan anaerob. Karena metabolisme aerob dibatasi oleh kesanggupan sistem pengangkutan oksigen untuk memasok oksigen kedalam sel, maka sumber utama metabolisme anaerob harus dianggap sebagai mekanisme pendukung (Burke, 1980).
Gambar 1. Persamaan sederhana untuk output energi maksimal (Burke, 1980. hal.5)
Untuk mengurai lebih dalam tentang apa itu “maximal aerobic power”
dan “maximal anaerobic power”, terlebih dahulu akan dibahas tentang terminologi-terminologi yang membedakan antara “Capacity” dan “Power”, yaitu : “Energetic Capacity” (kapasitas energetik) dan “Energetic Power” (daya energetik), kemudian berturut-turut akan dijelaskan tentang “Aerobic
Capacity”(“kapasitas Aerob”) dan “Aerobic Power “ (daya Anaerob”) serta = +
Maximal Energy Output
Maximal Aerobic Power
Maximal Anaerobic
“Anaerobic Capacity” (kapasitas anaerob) dan “Anaerobic Power” (daya anaerob).
KAPASITAS ENERGETIK dan DAYA ENERGETIK
Sewaktu menilai “sistem-sistem energi” baik dalam proses metabolisme aerob maupun proses metabolisme anaerob, yang penting adalah menentukan garis batas antara “Capacity” (Kapasitas) dan “Power” (daya) dari sistem-sistem tersebut. Sehingga ada istilah-istilah yang disebut sebagai “Kapasitas anergetik” dan “Daya energetik”.
Kapasitas energetik adalah banyaknya energi yang tersedia untuk melakukan kerja, baik melalui “sistem energi aerob” maupun melalui “sistem energi anaerob” (MacDougall, dkk, 1983). Dengan demikian, istilah “Aerobic capacity” (Kapasitas aerob) dimaksudkan sebagai banyaknya energi yang dapat disediakan untuk melakukan kerja pada “sistem energi aerob”; sedangkan “Anaerobic capacity “ (kapasitas anaerob) adalah banyaknya energi yang dapat disediakan untuk melakukan kerja pada “sistem energi anaerob”.
Daya energetik adalah banyaknya energi maksimum yang dapat diubah selama melakukan kerja dalam suatu sistem tertentu, baik melalui “sistim energi aerob” maupun melalui “sistim energi anaerob” (MacDougall, dkk, 1983). Dengan demikian, istilah “Aerobic power” (Daya aerob) dimaksud sebagai banyaknya energi maksimum yang dapat diubah selama melakukan kerja dalam “sistem aerob”; sedangkan “Anaerobic
power” (Daya anaerob) adalah banyaknya energi maksimum yang dapat diubah selama melakukan kerja dalam “sistem anaerob”. Karena perubahan energi tersebut membutuhkan waktu, maka istilah Energetic power terkait dengan dimensi waktu.
Tabel 1. Estimasi “daya maksimum” (maximal power) dan “kapasitas maksimum” (maximal capacity) dari tiga jenis sistem energi bagi pria dengan berat badan 70 kg, yang tidak terlatih maupun terlatih (MacDougall, dkk. 1983, hal.61)
MAXIMAL POWER (KJ/min)
MAXIMAL CAPACITY
(KJ ) Average
man
Trained man
Avarage man
Trained man ATP ADP + Pi
CP C + Pi Glycogen Lactate Glycogen
CO2+H2O
FFA
235-530
110-200
30-80
750
500
135-155
20-60
75-200
1500-5300
55
130-205
45000-80000
* Assuming : 20 kg of active muscle mass and 1 kcal = 4.2 KJ 1 L O2 = 5 kcal = 21 KJ , 1 mol ATP = 42 KJ
Tabel 2. Waktu Kerja Menurut Persentase Kontribusi sistem-sistem energi aerob/anaerob (MacDougal, dkk, 1983, hal.42)
Maximum Effort Work Time Anaerobic Alactic Anaerobic
Lactic Aerobic
5 s 10 s 30 s 1 min 2 min 4 min 10 min 30 min 1 h 2 h
85 50 15 8 4 2 1 1 1 1 10 35 65 62 46 28 9 5 2 1 5 15 20 30 50 70 90 94 97 98
Meskipun demikian, generalisasi semacam itu dalam beberapa hal dapat menyesatkan. Misalnya, pendekatan ini hanya bermanfaat untuk aktivitas yang berkesinambungan. Daya-terapnya lemah untuk nomor-nomor seperti hoki dan sepak-bola yang berlangsung 2 sampai 3 jam, yang terdiri atas serangkaian ledakan-ledakan pelepasan energi berkecepatan tinggi 5 sampai 20 detik yang dipisahkan oleh periode-periode pemulihan berintensitas rendah.
KAPASITAS AEROB & DAYA AEROB (Aerobic Capacity & Aerobic Power)
“Kapasitas aerob” (Aerobic Capacity) adalah banyaknya energi yang tersedia untuk melakukan kerja pada “sistem energi aerob”, sedangkan “daya aerob“ (Aerobic Power) adalah banyaknya energi yang dapat diubah selama melakukan kerja dalam sistem aerob.
Energi yang dipakai untuk kerja (kontraksi otot) selama latihan fisik diproduksi oleh tiga sumber yang saling terkait satu sama lain, yaitu : 1) Penguraian fosfat-fosfat berenergi tinggi ATP yang tersimpan dalam
lokasi kontraksi dan segera tersedia untuk kontraksi, dan CP, yang segera tersedia untuk resintesis ATP yang telah diurai dalam kontraksi pendukung.
2) Glikolisis yang merupakan penguraian anaerob atas karbohidrat (glikogen dan glukosa) menjadi asam piruvat dan asam laktat.
3) Generasi energi aerob, yang mencakup oksidasi asam piruvat atau asam-lemak.
Ketiga proses tersebut dapat terjadi bersama-sama, dan proporsi energi yang diperoleh dari masing-masing sumber akan beragam menurut intensitas latihan fisiknya. Dengan demikian “Maximal Aerobic Power” (Daya aerob maksimal) dapat dianggap sebagai kecepatan maksimum pelepasan energi dari proses oksidasi saja (MacDougall, dkk, 1983).
Maximal aerobic power dapat dinyatakan secara kwantitatif sebagai volume maksimum oksigen yang dapat dikonsumsi per satuan waktu oleh seseorang selama berlangsungnya tes latihan fisik progresif sampai titik keletihan. Maximal aerobic power biasanya dinyatakan sebagai volume (V) per menit (V dengan tanda “titik” ditas huruf V), oksigen (O2) yang
dapat dikonsumsi oleh organ pada beban kerja maksimum (max) yang dapat terus dipertahankan selama periode waktu yang ditentukan dan dinyatakan sebagai "VO2max" (dengan tanda “titik” diatas huruf V).
Sedangkan batas/titik dimana produksi aerob tidak lagi meningkat sesudah peningkatan intensitas lebih lanjut, disebut Maximum aerobic capacity atau konsumsi oksigen maksimum ("Maximum oxygen consumption" = VO2max). Terminologi yang agak berbeda atau lebih tepat
Terminologi tersebut oleh para peneliti telah banyak diungkap dengan berbagai macam sebutan, antara lain :
"Maximum oxygen uptake" dipakai oleh Amstrong & Welsman (1994), Pollock, ML (1998), Rusko & Rahkila (1982), Nieman, DC (1986), Ellestad, MH (1986), Rushall & Pyke (1990), Dirix, dkk (1988);
"Maximal energy output" dipakai oleh Burke, JB (1980);
"Maximal aerobic capacity" dipakai oleh MacDougall, dkk, (1983);
"Total body aerobic capacity" oleh Lash & Sherman (1993);
"Maximal aerobic power" dipakai oleh Strauss (1984), MacDougal, dkk (1983);
"Maximal oxygen consumption" dipakai oleh McDougall, dkk (1983), Strauss (1984), Smith & Mitchell (1993);
"Aerobic capacity" oleh Lash & Sherman (1993);
"Maximal oxygen intake" digunakan oleh Jones,NL (1988), Shepard & Astrtand (1992).
KAPASITAS ANAEROB & DAYA ANAEROB (Anaerobic Capacity & Anaerobic Power)
“Kapasitas anaerob” (Anarobic Capacity ) adalah banyaknya energi yang dapat disediakan untuk melakukan kerja pada sistem energi anaerob, sedangkan “daya anaerob” (Anaerbic Power) adalah banyaknya energi maksimum yang dapat diubah selama melakukan kerja dalam sistem anaerob sehingga dengan demikian dimensi waktu melekat pada istilah “daya anaerob” (Anaerobic Power).
Kemudian hal tersebut dapat dijabarkan ke dalam sistem empat komponen yang secara teoretis dapat digunakan untuk menguji ciri khas metabolisme energi anaerob. Kejadian-kejadian metabolisme yang terkait dengan kinerja anaerob mengisyaratkan “durasi waktu” untuk setiap komponennya (MacDougall, dkk, 1983) , yaitu :
1. "Alactacid capacity" (kapasitas anaerob alaktasid): output energi total selama latihan maksimum yang berlangsung selama 10 sampai 15 detik.
2. "Alactacid power" (daya anaerob alaktasid): kecepatan maksimum (misalnya per detik) output energi selama latihan maksimum yang berlangsung selama 10 sampai 15 detik.
3. "Lactacid capacity" (kapasitas anaerob laktasid): output total energi selama latihan maksimum yang berlangsung selama 60 sampai 120 detik.
4. "Lactacid power" (daya anaerob laktasid): kecepatan output energi maksimum selama latihan maksimum yang sarat dengan produksi energi glikolitik.
Pengukuran-pengukuran di laboratorium atas kinerja anaerob jelas relevans hanya bagi para atlet yang kegiatan olah-raganya membutuhkan sumbangan yang berarti dari salah satu (atau kedua) jalur alaktat dan laktat. Dengan demikian hal tersebut paling besar relevansinya bagi para atlet dari sebagian besar tim-tim olah-raga dan bagi para atlet yang membutuhkan output daya maksimum dalam waktu yang berkisar antara 5 detik sampai 6 menit.
KESIMPULAN
Kapasitas kerja fisik (Physical Working Capacity) yang dicerminkan dalam bentuk “Maximal Energy Output” sesungguhnya merupakan penjumlahan dari “Maximal Aerobic Power” (daya aerob maksimal) dan “Maximal Anaerobic Power” (daya anaerob maksimal). Dengan kata lain, “kapasitas kerja fisik” merupakan gabungan dari : (1) Kecepatan maksimum pelepasan energi dari proses oksidasi yang diartikan secara kuantitatif sebagai volume maksimum oksigen yang dikomsumsi persatuan waktu (biasa dinyatakan sebagai VO2 max); dengan dukungan
Dengan demikian, Kapasitas kerja fisik tidak hanya merupakan hasil kerja dari mekanisme proses metabolisme aerob saja tetapi selalu diikuti dengan suatu mekanisme pendukung yang berasal dari sumber utama metabolisme anaerob.
DAFTAR PUSTAKA
Amstrong N, and Welsman JR, 1994. Assessment Intrepretation of Aerobic Fitness in Children and Adoloscents. In (Holloszy JO, ed) Exercise and Sport Science Reviews, Vol.22. ACSM. William & Wilkins, Baltimore.
Bar-or O, 1993. Importance of differences between children and adults for exercise testing and exercise prescription. In James S. Skinner. Exercise Testing and Exercise Prescription for Special Cases. 2 nd ed. Lea /Febiger, Philadelphia.
Burke, JB, 1980. Toward and understanding of Human Performance, 2nd edition, Ithaca New York: Movement Publication.
Dirix A, Knuttgen HG, Tittel K, 1988. The Olympic Book of Sports Medicine, Volume I of The Encyclopedia of Sport Medicine. Oxford: Blackwell Scientific Publication.
Ellestad MH. 1986. Stress Testing – Principles and Practise, Philadelphia: FA Davis company
Howley ET, Bassett DR, and Welch HG, 1995. Criteria for Maximal Oxygen Uptake: Review and Commentary. Med Sci Sports Exerc.
Jones NL, 1988. Clinical Exercise Testing, Philadelphia: WB Saunders. Lash JM and Sherman WM, 1993. Skeletal Muscle Function and
Pollock ML, 1998. Position stand: The recommended quantity and quality of exercise for developing and maintenace cardiorespiratory and muscular fitness, and felxibility in healthy adults. Med.Sci.Sports Exerc.
Rushall BS, Pyke FS, 1990. Training for Sports and Fitness, Melbourne:The Macmillan Company of Australia.
Rusko H and Rahkila P, 1982. Maximum oxygen uptake, anaerobic threshold, and skeletal muscle enzymes in male athletes. In (Komi, et al, eds). Exercise and Sport Biology, Internationla series on Sport science, vol. 12. Champaign Illinois: Human Kinetics Publisher.
Shephard RJ, Astrand PO, 1992. Endurance in Sport, Oxford: Blackwell - Scientific Publication.
Smith ML and Mitchell JH, 1993. Cardiorespiratory adaptation to Exercise Training. In (Durstein JL, ed). ACSM’s Resource Manual for Guidelines for Exercise Testing Prescription, Philadelphia: Lea & Febriger.
Strauss RH. 1984. Sports Medicine, Philadelphia: W.B.Saunders.
